Antibiotika a chemoterapeutika. Karel Holada

Transkript

1 Antibiotika a chemoterapeutika Karel Holada khola@lf1.cuni.cz

2 Klíčová slova Antibiotika Selektivní toxicita Baktericidní Bakteriostatický Terapeutický index MIC a MIB Testování citlivosti Mechanizmus účinku Kombinace ATB Beta-laktamová ATB Penicilin vazný protein Autolysin Glykopeptidová ATB Aminoglykosidy Tetracyklíny Chloramfenikol Makrolidy Chinolony Rifamyciny Sulfonamidy Rezistence Racionální ATB terapie

3 Antibiotika a chemoterapeutika Selektivní toxicita poškozuje mikroorganizmus, ne hostitele Spektrum účinku širokospektrá (G+, G-), - úzkospektrá (G+ nebo G-) Bakteriocidní zabíjí, nevratné poškození (př. kovalentní vazba) Bakteriostatické brzdí růst, (př. kompetice), součinnost s imunitním systémem

4 Selektivní toxicita ATB namířena na struktury a enzymy, které jsou důležité pro bakterie a hostitel je postrádá (př. buněčná stěna) nebo je má odlišné (př. ribozomy) Grampozitivní Peptidoglykan Gramnegativní Membránové proteiny Vnitrní a vnejší membrána Lipoteichová kyselina Lipopolysacharid Porin Bakteriální ribozom Periplasmatický prostor 70S = 50S 30S Cytoplasma Cytoplasma

5 Selektivní toxicita Terapeutický index: Ti = C toxická /C efektivní Ti většinou vyšší pro bakteriostatická ATB (spolupráce s imunitním systémem) Baktericidní ATB nutná pro imunologicky privilegované tkáně (mozek, srdce) Nežádoucí účinky př. alergická reakce

6 MIC a MBC Minimální inhibiční koncentrace Minimální baktericidní koncentrace

7 MIC v mikrotitrační destičce Koncentrace ATB Soubor 12 ATB (každé v 8 ředěních)

8 MIC E test Miska s naočkovaným testovaným kmenem Zóna inhibice růstu MIC Proužek se zvyšující se koncentrací antibiotika

9 Stanovení citlivosti bakterií na ATB Disková difusní metoda Stanovení MIC v tekuté půdě E - test

10 ATB inhibující syntézu buněčné stěny Baktericidní vedou k prasknutí buňky Struktura peptidoglykanu jediná prokřížená makromolekula obklopující bakteriální buňku Cukerná kostra kyselina - glukosamin - muramová Peptidový spojovací můstek

11 Pentapeptid L alanin D glutamová k. L lysin / diaminopimelová k. D alanin D - alanin Peptidoglykan Peptidová vazba Muramová kyselina Glukosamin

12 Syntéza peptidoglykanu I. CYTOPLASMA II. MEMBRÁNA III. BUNĚČNÁ STĚNA (syntéza) (transport) (začlenění) Undecaprenol Glukosamin Muramová kys. Pentapetid (L-Ala, D-Glu, L-Lys, D-Ala, D-Ala) Spojovací peptid Penicilín vazný protein (transpeptidáza) Autolysin

13 Dělení antibiotik dle místa působení Syntéza buněčné stěny Proteosyntéza Metabolismus kyseliny listové Narušení buněčné membrány Syntéza nukleových kyselin (DNA, RNA)

14 ATB inhibující syntézu buněčné stěny Cykloserine analog of Alanin (inhibice converze L-Ala na D-Ala) Bacitracine inhibice transportu membránou Vankomycin váže se na D-Ala, D-Ala (znemožnění peptidové vazby) Beta-laktamová ATB vážou se na transpeptidázu (PBP), znemožnění peptidové vazby

15 Místa zásahu ATB I. CYTOPLASMA II. MEMBRÁNA III. BUNĚČNÁ STĚNA (syntéza) (transport) (začlenění) Bacitracine Vankomycin Cykloserine PBP Beta-laktamová ATB

16 1929 Beta-laktamová ATB Peniciliny Cefalosporiny Monobaktamy S Blokují transpeptidázu PBP Různé chemické modifikace změna biologické aktivity (př. prostup membránou, ampicilím širokospektré ATB, penicilín - především G+) PBP

17 Beta-laktamáza β-laktamáza Enzymy štěpící beta-laktamový kruh (inaktivace ATB) - REZISTENCE Produkují G+ i G- bakterie Klavulanová kyselina inhibuje β-laktamázy, kombinace s amoxicilinem (Augmentin)

18 Dělení antibiotik dle místa působení Syntéza buněčné stěny Proteosyntéza Metabolismus kyseliny listové Narušení buněčné membrány Syntéza nukleových kyselin (DNA, RNA)

19 ATB inhibující proteosyntézu rrna 50S mrna 50S 50S 30S 30S 30S trna Met Protein 50S 30S 50S 30S Peptidová vazba Bakterie používají odlišný proteosyntetický aparát (ribozomy, enzymy) Inhibitory enzymů většinou kompetitivní bakteriostatická ATB Fáze TRANSLACE - Iniciace - Elongace

20 ATB inhibující iniciaci translace 30S 30S + iniciační faktory mrna + X f-met-trna 50S Spektinomycin 70s X 30S Aminoglykosidy 70S iniciační komplex 30S iniciační komplex

21 ATB inhibující elongační fázi Tetracyklin X 70s 70s X Chloramfenikol 70s X Erytromycin 70s

22 ATB inhibující proteosyntézu Aminoglykosidy (Streptomycin) ireversibilní vazba na 16S RNA, baktericidní, širokospektré, ne pro anaerobní a intracelulární b., toxické, synergie s β-laktamy (zvýší permeabilitu) Tetracykliny (Doxycyklin) reversibilní vazba 30S ribozom (brání vazbě trna), bakteriostatické, širokospektrální i proti intracelulárním bakteriím ničí střevní mikroflóru, ukládá se v kostech a zubech

23 ATB inhibující proteosyntézu Chloramfenikol reversibilní vazba na 50S ribozom, inhibice tvorby peptidové vazby, bakteriostatické, širokospektré, vzácně útlum kostní dřeně Makrolidy (Erytromycin) inhibují posun ribozomu po mrna, reversibilní vazba, bakteriostatické, především G+ některé G- Spectinomycin - bakteriostatické, 30S, použití proti Neisseria gonorrhoeae

24 Dělení antibiotik dle místa působení Syntéza buněčné stěny Proteosyntéza Metabolismus kyseliny listové Narušení buněčné membrány Syntéza nukleových kyselin (DNA, RNA)

25 ATB inhibující syntézu nukleových kyselin Inhibitory RNA polymerázy (Rifampin) inhibice syntézy mrna, baktericidní, širokospektrální (mykobakterie), rychlá resistence používat v kombinaci Chinolony (Ciprofloxacin) Inhibitory DNA syntézy, vazba DNAgyrázu (topoisomerasa), rozplétání DNA, bakteriostatické, pro G+, antagonismus

26 Dělení antibiotik dle místa působení Syntéza buněčné stěny Proteosyntéza Metabolismus kyseliny listové Narušení buněčné membrány Syntéza nukleových kyselin (DNA, RNA)

27 ATB působící na membránu Lipid A Polymyxiny (Colistin) váže se na lipid A (LPS) G- bakterií rozpouští membránu, toxický pro savčí buňky

28 Dělení antibiotik dle místa působení Syntéza buněčné stěny Proteosyntéza Metabolismus kyseliny listové Narušení buněčné membrány Syntéza nukleových kyselin (DNA, RNA)

29 ATB proti metabolickým dějům Syntéza kyseliny listové (důležité redukční činidlo syntéza methioninu, purinových bazí atd.) Sulfonamidy reverzibilní inhibitor dihydropteroat syntetázy, G+ i G-, častá rezistence v kombinaci Trimethoprim - reverzibilní inhibitor dihydrofolát reduktázy, kombinace se sulfonamidy - Biseptol X X

30 Rezistence na ATB Aktuální (změřená - MIC, MBC) Klinická (farmakokinetika) Rezistence vzniká novou mutací - přenosem genu Zkřížená rezistence proti všem ATB stejného typu (stejný mechanismus) Multirezistence proti ATB různých typů (založených na různých mechanismech)

31 Racionální ATB terapie Uvážlivé podání (indikace, na základě mikrobiologického vyšetření) Volba ATB (na základě znalosti situace, citlivosti) Odpovídající dávka a délka léčby Odpovídající způsob aplikace (znalost farmakokinetiky) Uvážlivé kombinování (pokud možno monoterapie, racionální kombinace)

32 Mechanismus resitence Inaktivace ATB (př. Beta-laktamázy) Modifikace vazného místa ATB (př. u ATB vážících se na ribozomy) Modifikace transportu ATB influx (př. Aminoglykosidy) nebo - eflux (př. Tetracyklin) Metabolický bypas nová metabolická dráha (př. Sulfonamidy)

33 Klíčová slova Antibiotika Selektivní toxicita Baktericidní Bakteriostatický Terapeutický index MIC a MIB Testování citlivosti Mechanizmus účinku Kombinace ATB Beta-laktamová ATB Penicilin vazný protein Autolysin Glykopeptidová ATB Aminoglykosidy Tetracyklíny Chloramfenikol Makrolidy Chinolony Rifamyciny Sulfonamidy Rezistence Racionální ATB terapie